变电站电气设备状态监测及故障诊断系统

变电站电气设备状态监测及故障诊断系统，采用分层分布式的现场总线结构，由安装在变电站内的监控系统和安装在用户端的数据管理系统两部分构成，可对变压器、互感器、耦合电容器、套管、避雷器、GIS、罐式断路器等高压电气设备的绝缘状况实施在线监测和诊断。用户通过局域网，可把若干个变电站监控系统的监测数据汇集到数据管理及诊断中心。SIM3监测系统可通过就地安装的LC-PD局放单元，实现GIS及罐式断路器局部放电缺陷的监测。它采用目前国际上最先进的超高频（UHF）检测技术，通过外置式UHF传感器，定向接收从盆式绝缘子或套管法兰缝隙辐射出来的超高频电磁波信号，既可实现对局部放电缺陷的检测和定位，又能保证现场干扰环境下的信噪比和灵敏度。与传统局部放电脉冲电流测量方法相比，UHF超高频检测法具有极其优越的抗干扰特性。GIS设备以外的干扰信号，其频谱范围通常都在150MHz以下，且在传播过程中还会受到衰减，几乎不会对300MHz以上的UHF信号测量构成影响。因此，采用超高频检测方法可有效避开各种干扰信号，使GIS局部放电测量的信噪比大大提高。国外在监测GIS局部放电超高频信号时，大多都采用体内传感方式（如英国DMS），即把电容耦合式传感器固定安装在GIS体内一些专门加工的手孔里。这种传感方式具有较高的灵敏度，同时也有利于抑制GIS外部的干扰，但由于会增加很多的密封点，且只能在GIS制造时预先安装，故不适应于监测已投入运行的GIS设备。针对GIS体内超高频传感方式所存在的严重局限，SIM3监测系统采用了如图所示的体外传感法，即利用具有定向接收功能的UHF电磁波传感器，在GIS盆式绝缘子外部检测局部放电产生的超高频电磁波信号。GIS上通常有很多盆式绝缘子，置于连接法兰之间，使连接法兰间存在绝缘缝隙，宽度在几个cm左右。GIS内部的局放超高频信号经过法兰传播时，可通过该缝隙辐射到GIS体外，因此在GIS体外可接收到这一信号，实现局部放电信号的传感。SIM3系统的LC-PD单元采用的是宽带天线原理的传感器，其从缝隙处检测局放电磁波信号的灵敏度明显优于电容耦合式传感器。现场应用经验表明，即使考虑到绝缘屏障及盆式绝缘子对UHF信号的衰减，SIM3监测系统所采用的这种体外检测技术，也可灵敏检测到5m范围内的、放电量小于10pC的各类局部放电信号。目前该系统已在多个变电站运行，并有在西北750KV变电站的运行经验。